根结线虫（Root-knot nematodes，RKNs）是全球分布最广的植物内寄生害虫，已报道的种类超过100种，可危害39科130多种作物。这类病原体主要通过土壤传播，侵染植物根系，诱导根结形成，造成严重的作物减产甚至绝收，对全球农业生产具有重大威胁。在番茄育种体系中，目前唯一商业化应用的抗性基因Mi-1.2虽然可以介导番茄对南方根结线虫、爪哇根结线虫和花生根结线虫生理小种的侵染抗性，但其抗性存在明显局限性：（1）当土壤温度超过28°C时其抗性显著减弱；（2）随着根结线虫新型生理小种的不断出现，该基因的田间防控效果持续下降。因此，发掘具有热稳定特性的根结线虫抗性基因是培育抗性番茄种质、保障番茄生产的迫切需求。

近期，中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员带领的环境智能作物设计育种攻关团队完成的题为“A tomato NBS-LRR gene Mi-9 confers heat-stable resistance to root-knot nematodes”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年7期正式发表。

该研究采用多组学整合分析策略，首先对奥秘番茄（Solanum arcanum）小种LA2157进行PacBio三代基因组测序及高质量组装，通过对茄科物种进行比较基因组学分析，将候选基因Mi-9锁定至一个包含7个NBS-LRR类抗病基因的基因簇区域。经序列特征和转录水平分析，这7个抗病基因成员中的两个已退化为假基因，剩余5个成员均在根中受线虫侵染诱导表达。鉴于候选基因高度连锁且高度同源，研究团队利用CRISPR-Cas9基因编辑系统，靶向序列同源性较低的LRR （Leucine-rich repeat）结构域，对LA2157中该基因簇中的5个成员进行了系统的单基因及多基因组合敲除。随后，作者选用了我国分布范围最广、造成作物经济损失最为严重的南方根结线虫对突变体进行了侵染实验。结果表明，单一基因Mi-9 Candidate-4（MiC-4）的敲除即引起对根结线虫的抗性完全丧失，具体表现为根结线虫侵染后CR-MiC-4突变体根结的产生以及活性氧爆发（ROS burst）的显著减弱，证实该基因是介导热稳定抗性的关键因子。

该研究报道了在高温条件下仍具有根结线虫抗性的NBS-LRR类抗病基因Mi-9，这一发现为作物应对气候变化，尤其是“全球升温”背景下的线虫侵染提供了重要的抗性基因资源；建立了“比较基因组学筛选+高通量基因编辑验证”的高效抗病基因鉴定技术体系，所提出的研究策略为其他作物的抗性遗传改良提供了可供推广的方法学参考，对保障全球粮食安全具有重要理论价值和应用前景。

中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员为论文的通讯作者，陈树栋博士和邹玉盼博士为论文第一作者，博士研究生仝鑫对本研究做出了重要贡献。本研究得到国家重点研发计划和中国科学院先导计划的资助。

论文信息:Shudong Chen, Yupan Zou, Xin Tong, Cao Xu. 2025. A tomato NBS-LRR gene Mi-9 confers heat-stable resistance to root-knot nematodes. Journal of Integrative Agriculture, 24(7): 2869-2875. https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.07.017 

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。